Rolul materiilor organice in fertilitatea solului

Rolul materiilor organice in fertilitatea solului

Materia organica din sol este constituita din grupe de substante cu origine, compozitie, grade de stabilitate si functii diferite, care au semnificatii deosebite pentru caracterizarea regimului humic si a variatiei acestuia in functie de conditiile pedoclimatice si de practicile culturale.

Dupa origine, materia organica din sol a fost clasificata in doua grupe principale : prima grupa cuprinde resturi organice ( de plante si animale ) proaspete si incomplet transformate, separabile din sol prin mijloace mecanice, iar a doua grupa este constituita de humusul solului, care prezinta o parte integrata a solului ce nu poate fi separata de aceasta, prin mijloace mecanice. Humusul, la randul lui, este un amestec complex format din produsi de transformare avansata a resturilor organice si produsi de resinteza microbiana si din substante humice propriu-zise ( acizi humici, acizi fulvici si humina ).

Tinand seama de variatia mare a gradului de biodegradabilitate a substantelor organice ce intra in alcatuirea materiei organice din sol si de rolul lor specific, Schffer si Ulrich (1960) au impartit pragmatic materia organica din sol in "humus nutritiv" si "humus stabil". Humusul nutritiv este reprezentat de totalitatea compusilor organici, mai mult sau mai putin usor mineralizabili, care se incadreaza in ambele grupe principale din clasificarea lui Kononova. El are un rol predominant in asigurarea microorganismelor si plantelor superioare cu elemente nutritive si asigura materia prima si substantele precursoare sintetizarii substantelor humice propriu-zise. Humusul stabil cuprinde ansamblul substantelor care se descompun lent, ajungand si ele in final la compusi minerali ( CO2, H2O si NH3 ).

Intr-o agricultura intensiva rolul humusului in asigurarea unui mediu favorabil pentru cresterea plantelor, ca rezervor cu eliberarea lenta a elementelor nutritive ( N, P, S, K, Ca, Mg) si ca regulator al metabolismului vegetal, trebuie sa se manifeste la nivele superioare ale echilibrului humic.

Numeroase cercetari asupra bilantului humusului din solurile cultivate in diferite sisteme urmaresc rezolvarea favorabila a contradictiei care se manifesta intre conservatorismul solului de a-si mentine echilibrul humic si cerintele agriculturii de crestere treptata a continutului de humus, in conditii rationale din punct de vedere tehnic. Solurile preconizate pentru terenurile agricole din tara noastra reies din analiza evolutiei humusului in diferite situatii de cultura.

Caracterizarea regimului humic al solurilor

In tara noastra, in studiul agrochimic ca si in cel pedologic, caracterizarea terenurilor agricole sub aspectul continutului de materie organica se face diferentiat. La solurile organice ca si la solurile de sera, imbogatite prin aporturi masive de materie organica partial descompusa, se determina "materia organica", in timp ce la celelalte soluri se determina humusul, dupa indepartarea prealabila a resturilor descompuse din sol. Recunoasterea humusului ca un indicator sintetic al starii de fertilitate a solului este evidentiata de folosirea resurselor de humus din primii 50 cm printre criteriile principale de stabilire a notelor in Sistemul roman de bonitare a terenurilor agricole (1976).

Continutul de humus din stratul arat multiplicat cu raportul saturatiei in baze, cunoscut sub denumirea de indice-azot, este utilizat in analiza agrochimica pentru caracterizarea starii de asigurare cu azot a solului. In studiile agrochimice curente nu se practica fractionarea humusului, intrucat aceasta este determinata predominant de tipul de sol si mai putin de practicile culturale. Anual in solurile arabile din tara noastra se mineralizeaza o cantitate de 1-3 % din materia organica a solului, indeosebi pe seama humusului nutritiv. Evaluarea cantitativa a acestor transformari prezinta interes pentru stabilirea bilantului humic al solului sub diferite sisteme de cultura si pentru a aprecia aportul solului in azot accesibil plantelor.

In cercetarea agrochimica se folosesc metode bazate pe mineralizarea materiei organice usor biodegradabile in conditii controlate de umiditate si temperatura sau pe usurinta ei de oxidabilitate (descompunere) chimica pentru estimarea azotului organic potential accesibil, ambele determinari efectuandu-se pe soluri din care nu au fost indepartate resturile organice.

Materia organica a terenurilor introduse in circuitul agricol

Principala rezerva de sporire a suprafetei arabile a tarii, a constituit-o regiunea inundabila a Dunarii, atat prin marimea suprafetelor recuperabile cat si prin fertilitatea ridicata a solurilor aluviale si a sedimentelor. Au fost introduse aproape integral in folosinta agricola terenurile din Lunca Dunarii, pe masura indiguirii incintelor, iar Delta Dunarii este in curs de amenajare. In solurile si sedimentele din aceste zone materia organica se gaseste in cantitati ridicate, cu mult mai mari decat in solurile zonale.

Rezervele de humus ale solurilor cresc de la solurile aluviale slab evoluate catre solurile de lunca evoluate si, in cadrul aceluiasi tip de sol variaza in functie de textura. Comparativ cu cernoziomurile cultivate de multa vreme pe terasele Dunarii, avand aceeasi textura, solurile din Lunca Dunarii aveau continuturi si rezerve de humus cu mult mai mari.

Dupa indiguire, continutul de materie organica a inceput sa scada ca urmare a intreruperii aportului periodic de mal aluvionar bogat in componente organice, a schimbarii regimului hidric datorata descrierii terenurilor si cultivarii lor. In Insula Mare a Brailei continutul de materie organica din sedimentele fostelor fonduri de lac a scazut cu aproape 20% in primi 15 ani de cultivare (de la 5,1 la 4,2%).
Datorita conditiilor specifice de depunere a suspensiilor organice si proceselor de bioacumulare in regimul natural, sedimentele si solurile au continuturi foarte ridicate de materie organica, atat cele emerse cat si cele submerse, chiar si la texturi grosiere.

Continuturile cele mai ridicate de materie organica se intalnesc la solurile turbogleice si la turbe. Materia organica a sedimentelor si solurilor din Delta Dunarii este caracterizata printr-un grad slab de humificare: pus in evidenta de continuturi mici de acizi humici obtinuti la fertilizarea materiei organice, precum si prin valori ale raportului C/N apropiate sau nu prea ridicate fata de cele intalnite la solurile cultivate. Aceste caracteristici, alaturi de conditiile climatice specifice zonei indica conditii favorabile de mineralizare a materiei organice dupa modificarea regimului natural in care s-au format aceste sedimente si soluri, avand drept consecinta scaderea rapida si de amploare a continutului de materie organica. Pe aceste terenuri cu potentiale ridicate de fertilizare, culturile agricole vor beneficia de aporturi insemnate de elemente nutritive din sol in primii ani dupa amenajarea lor agricola.

Degradarea oxidativa a materiei organice poate avea, in functie de natura solurilor, pe langa consecinte organice bogate in sulfuri libere, subsidenta teritoriului la toate solurile organice si riscul de deflatie eoliana la solurile cu textura usoara. Pentru atingerea unor echilibre humice superioare pe solurile din Delta Dunarii apare necesar sa se asigure atat restituirii substantei de materie organica proaspata prin masuri agrofitotehnice cat si atenuarea proceselor de mineralizare a materiei organice prin mentinerea unui regim hidric corespunzator, indeosebi fara alternante repetate ale starilor de umezire-uscaciune, posibil de reluat prin masurile de desecare si irigare.

Reglarea regimului humic prin fertilizare organica

Fertilizarea organica reprezinta principala masura agrotehnica prin care este influentata in mod pozitiv regimul humusului din sol.
Ingrasamintele organice cu consecinta solida ca si resturile vegetale ramase in solul de la culturile agricole, reprezinta surse de materie prima pentru humusul nutrtiv, dar si pentru sinteza humusului stabil. Ambele contribuie, alaturi de alte verigi ale tehnologiilor de cultura a plantelor la mentinerea sau la cresterea continutului de humus din solurile cultivate.

Ingrasamintele organice cu valoare fertilizanta si/sau ameliorativa

Ingrasamintele organice posibil de folosit in tara noastra sunt numeroase. In grupa ingrasamintelor de origine vegetala intra produsele agricole secundare (paie, coceni de porumb, tulpini de floarea soarelui, frunze si colete de sfecla), composturile, ingrasamintele verzi si turbe. Ingrasamintele de origine animala, produse in sistem gospodaresc si in sistem industrial de crestere a animalelor, sunt constituite din gunoi de grajd, urina, must de balegar si respectiv namoluri, composturi, tulbureala si ape reziduale. Provenientele reziduale au namoluri de la statiile de epurare orasenesti si industriale, composturile rezultate din ele precum si din gunoaiele menajere.

In prezent in tara noastra, precum si in alte tari, ingrasamintele organice de origine animala sunt cele mai larg folosite pe terenurile agricole. Turba si composturile de origine animala si vegetala sunt folosite in legumicultura. Introducerea resturilor vegetale in sol, cu scop ameliorativ, nu constituie o practica curenta. Folosirea namolurilor si composturilor de la diferite statii de epurare pe terenurile agricole au depasit stadiul experimental.

Sub raportul efectului fertilizant, ingrasamintele organice de origine animala sunt cele mai valoroase. Ele aduc in sol cantitati importante din toate elementele esentiale nutritiei plantelor, in raporturi echilibrate fata de cerintele acestora. Anual, in fermele zootehnice si in marile crescatorii de animale din tara noastra rezulta cca 30 milioane tone de ingrasaminte organice (in echivalent gunoi de grajd semifermentat). Masa substantelor organice continuta in aceasta cantitate echivalent-gunoi este de 5.8 - 6.0 milioane tone. In ea se gasesc 120 - 130 mii tone N, 75 - 80 mii tone P202 si 130 - 135 mii tone K2O. Sulful organic si mineral ajunge la 13-14 tone, iar substantele bazice la 70 - 80 mii tone CaO si 38 - 45 mii tone MgO.

Cu aceste ingrasaminte se restituie in sol cca 120 - 150 tone S, 600 - 700 tone Zn, 10-20 tone Mg si cca 200 - 250 tone Cu. Azotul si fosforul din ingrasamintele organice, reprezinta aproximativ 1/10 din necesarul anual de ingrasaminte, in timp ce potasiul din gunoi echivaleaza cu cca 1/4 din necesarul anual de ingrasaminte cu potasiu al agriculturii. Dintre ingrasamintele organice de origine vegetala, produsele agricole secundare contin cantitati apreciabile de potasiu. Ingrasamintele organice neconventionale (namoluri si composturi de la statiile de epurare) au continuturi variabile in elemente nutritive, in functie de provenienta lor.

Efectul ameliorativ ai ingrasamintelor organice se datoreaza aportului apreciabil de materie organica, care este constituita atat din compusi usori cat si greu degradabili. Fractiunea de materie organica mai stabila este constituita indeosebi din lignina. Persistenta mai mult timp in sol, determina efectul de durata al ingrasamintelor organice si ameliorarea solului, inclusiv in ceea ce priveste regimul humusului. Cu exceptia ingrasamintelor organice semilichide (tulbureala) si lichide (urina, must de balegar, ape reziduale), a caror materie organica este integral usor biodegradabila, toate ingrasamintele organice cu consistenta solida constituie intr-o masura mai mare sau mai mica la ameliorarea solului. Comparativ eficienta unor doze egale de substante organice introduse in sol ca gunoi de grajd, radacini, paie de cereale, ingrasaminte verzi, frunze, rumegus de lemn si turba de Sphagnum in cresterea continutului de humus se insereaza in ordinea 1; 0.55; 0.45; 0.35; 0.25; 2; 2.5 (Kolenbrander, 1976).

Numeroase experiente au aratat ca 1/5 din masa uscata a gunoiului de grajd traditional, numai 1/8 - 1/9 din masa paielor se transforma in substante humice (Hera si Borln, 1980). Dintre ingrasamintele organice de origine animala, gunoiul de grajd de taurine contribuie cel mai mult la formarea humusului stabil, intrucat contine cantitatea cea mai mare de lignina raportata la substanta organica. In raport cu specia animala, proportia de compusi greu biodegradabili din dejectii creste de la animalele furajate cu concentrate (pasari, porci) la animale furajate cu grosiere (cai, oi, taurine); in acelasi sens creste si efectul ingrasamintelor organice cu consistenta solida provenite de la speciile in ameliorarea de durata a solului.

Efectul ameliorator al namolurilor provenite din complexele de crestere industriala a animalelor mai depinde de prezenta sau absenta asternutului si de cantitatea inglobata de furaje nefolosite. Composturile rezultate din namoluri de origine animala, resturi vegetale si alte adaosuri, supuse unei fermentari aerobe dirijate timp de mai multi ani, aduc in sol o cantitate insemnata de substante humice deja formate in cursul procesului de compostare, contribuind substantial la ameliorarea complexa a insusirilor solului.